أحفورة سمكة قديمة قد تساعد في تفسير كيفية تطور جماجمنا!

وشرحت دراسة سمكة عديمة الفك، Eriptychius americanus، كيف أن التطور المبكر للغشاء الواقي لدماغ الفقاريات كان أكثر تعقيدا مما اعتقد العلماء.

ويقول ريتشارد ديردن، عالم الأحياء القديمة من مركز ناتوراليس للتنوع البيولوجي في هولندا، والمعد الرئيسي للدراسة الجديدة: "هذا يسد فجوة كبيرة في فهمنا لتطور جمجمة جميع الفقاريات، بما في ذلك البشر في نهاية المطاف".

وشمل التغيير الرئيسي في تاريخ الفقاريات، تطور الجناثوستومات، أو الفقاريات الفكية، من سلالة من الأسلاف العديمة الفك.

ولسوء الحظ، هناك فجوة في السجل الأحفوري بين أقدم الفقاريات والأسماك الحديثة، حيث يعود تاريخ أقدم دماغ فقاري ثلاثي الأبعاد محفوظ إلى حوالي 100 مليون سنة بعد ظهور الفقاريات الأولى.

وتعد الأسماك عديمة الفك في العصر الأوردوفيشي من أقدم الفقاريات المكتشفة حتى الآن، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن تشريحها بسبب عدم وجود بقايا مفصلية. 

ويقول ديردن: "في ظاهر الأمر، لا تعتبر Eriptychius أجمل الحفريات. ومع ذلك، باستخدام تقنيات التصوير الحديثة، تمكنا من إظهار أنها تحافظ على شيء فريد من نوعه: أقدم رأس فقاري محفوظ ثلاثي الأبعاد في السجل الأحفوري".

وباستخدام تقنية الأشعة السينية التي تسمى التصوير المقطعي المحوسب، تمكن فريق البحث من إعادة بناء جمجمة Eriptychius رقميا من شظايا العظام التي تم اكتشافها في مصفوفة صخرية في هاردينغ ساندستون، كولورادو، في الأربعينيات من القرن الماضي.

إقرأ المزيد

علماء صينيون يكتشفون فيروسا جديدا كامنا في قاع أعمق مكان في العالم

ويُظهر إعادة بنائها أن Eriptychius لديها نهج جديد في هيكلة الجمجمة، يتناقض مع دماغ السمكة الفكية الحديثة المندمجة.

ومن المحتمل أن تكون هناك مجموعة متناظرة من الغضاريف المعدنية في رأس Eriptychius بين البصلة الشمية ومنطقة العين، ربما ساعدت في حماية الدماغ والأعضاء الحسية.

وهذا مشابه في بعض النواحي لتشريح الأسماك الحية عديمة الفك - تسمى سيكلوستوم - والتي تحتوي على قفص غضروفي مقيد بالكامل يحمل الدماغ. لكن في Eriptychius، لم يتم ربط هذه الغضاريف معا في إطار مفتوح، بل كان تغليف هياكلها منفصلا.

ويعتقد الفريق أن هذه الغضاريف تشكلت من خلايا مختلفة عن تلك الموجودة في دماغ الغضاريف لدى الفقاريات الحية عديمة الفك.

وقد تمثل Eriptychius خطوة في تطور الهياكل التي تميز الدماغ عن أجزاء الرأس الأخرى.

ويشير الباحثون إلى أن سمات الجمجمة هذه قد تعكس الظروف التي تطورت منها الفقاريات الفكية وعديمة الفك.

ويقول عالم الأحياء القديمة، إيفان سانسوم، من جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة: "هذه نتائج مثيرة للغاية، وقد تكشف عن التاريخ التطوري المبكر لكيفية حماية الفقاريات البدائية لأدمغتها. يبدو أن Eriptychius americanus هي أول دليل على وجود سلسلة من الغضاريف التي تفصل الدماغ عن بقية الرأس".

نشر البحث في مجلة الطبيعة.

المصدر: ساينس ألرت